高性能計算機行業調研 2023中國HPC TOP100榜單的榜首機器新面孔

• 黃文玉 2023年11月28日 來源：互聯網 中國科學報 259 9
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計算機俗稱電腦，是現代一種用于高速計算的電子計算機器，可以進行數值計算，又可以進行邏輯計算，還具有存儲記憶功能。是能夠按照程序運行，自動、高速處理海量數據的現代化智能電子設備。由硬件系統和軟件系統所組成，沒有安裝任何軟件的計算機稱為裸機。

科學技術的發展特別是尖端科學技術的發展，需要高度精確的計算。計算機控制的導彈之所以能準確地擊中預定的目標，是與計算機的精確計算分不開的。一般計算機可以有十幾位甚至幾十位(二進制)有效數字，計算精度可由千分之幾到百萬分之幾，是任何計算工具所望塵莫及的。

計算機俗稱電腦，是現代一種用于高速計算的電子計算機器，可以進行數值計算，又可以進行邏輯計算，還具有存儲記憶功能。是能夠按照程序運行，自動、高速處理海量數據的現代化智能電子設備。由硬件系統和軟件系統所組成，沒有安裝任何軟件的計算機稱為裸機。可分為超級計算機、工業控制計算機、網絡計算機、個人計算機、嵌入式計算機五類，較先進的計算機有生物計算機、光子計算機、量子計算機等。

高性能計算機又可稱作“超級計算機”、“巨型計算機”，主要被用來解決其他計算機解決不了的挑戰性問題，通常指具有極快運算速 度、極大存儲容量、極高通信帶寬的一類計算機。高性能計算機主要特點包含兩個方面：極大的數據存儲容量和極快速的數據處理速度，因此它可以在多種領域進行一些人們或者普通計算機無法進行的工作。

計算機發明者約翰·馮·諾依曼。計算機是20世紀最先進的科學技術發明之一，對人類的生產活動和社會活動產生了極其重要的影響，并以強大的生命力飛速發展。它的應用領域從最初的軍事科研應用擴展到社會的各個領域，已形成了規模巨大的計算機產業，帶動了全球范圍的技術進步，由此引發了深刻的社會變革，計算機已遍及一般學校、企事業單位，進入尋常百姓家，成為信息社會中必不可少的工具。

高性能計算機行業發展現狀調研分析

計算機內部電路組成，可以高速準確地完成各種算術運算。當今計算機系統的運算速度已達到每秒萬億次，微機也可達每秒億次以上，使大量復雜的科學計算問題得以解決。例如：衛星軌道的計算、大型水壩的計算、24小時天氣算需要幾年甚至幾十年，而在現代社會里，用計算機只需幾分鐘就可完成。

信息管理是以數據庫管理系統為基礎，輔助管理者提高決策水平，改善運營策略的計算機技術。信息處理具體包括數據的采集、存儲、加工、分類、排序、檢索和發布等一系列工作。信息處理已成為當代計算機的主要任務。是現代化管理的基礎。據統計，80%以上的計算機主要應用于信息管理，成為計算機應用的主導方向。信息管理已廣泛應用與辦公自動化、企事業計算機輔助管理與決策、情報檢索、圖書館里、電影電視動畫設計、會計電算化等各行各業。

中國高性能計算在20多年來也實現了“超常發展”，比如計算機性能從百億次進步到百億億次，實現了從跟蹤到世界交替領先的跨越;應用的并行性也實現了從百核并行到千萬核并行的進步;同時在算力使用方式上，目前也已經實現了從單機到網絡計算環境的轉變。

根據中研普華產業研究院發布的《2023-2028年中國高性能計算機市場深度全景調研及投資前景分析報告》顯示：

2022中國HPC TOP100榜單的榜首機器是個新面孔。出于不便公開的原因，這臺由某服務器供應商研制、部署于某網絡公司的主機系統以208.26 PFLOPS(約20.83億億次每秒)的測試性能登上榜首，相比2021年榜首機器有1.66倍的性能提升。該主機系統采用CPU+GPU異構眾核架構，CPU核數達到46萬核，系統峰值達到390 PFLOPS。位列去年榜單榜首的某網絡公司主機系統，今次位列 2022HPC TOP100 榜單第二位，測試性能為125.04 PFLOPS;此前曾多年“霸榜”的兩臺熟悉面孔——“神威·太湖之光”和“天河二號A”，在今年的榜單中分列第三、五位，測試性能分別約為93.02和61.45 PFLOPS。

廠商份額方面，聯想以42臺系統獨占鰲頭。浪潮、中科曙光、北龍超云分別以26臺、10臺、5臺系統分列二、三、四位，合計占上榜系統份額的83%。從性能份額來看，未公布具體研制單位信息的機器性能占比57%，國家并行計算機工程技術研究中心、國防科大分別以2臺、4臺機器上榜占得10%、8%的性能份額，分列第二、三位。

2023中國HPC TOP100榜單的榜首機器是個新面孔。這臺由某服務器供應商研制、部署于某超算中心的主機系統以487.94PFLOPS(約48.79億億次每秒)的測試性能登上榜首，其性能是2022年榜首機器的2.34倍。該主機系統采用CPU+GPU異構眾核架構，CPU核數達到1597萬核，系統峰值達到620 PFLOPS。位列去年榜單榜首的某網絡公司主機系統此次位列榜單次席，測試性能為208.26 PFLOPS;此前曾多年“霸榜”的兩臺熟悉面孔——“神威·太湖之光”和“天河二號A”，在今年的榜單中分列第四和第六位。值得一提的是，本屆榜單前50位高性能計算系統集群中，部署年份為2021~2023年的機器為21 臺，占比42%;其中有2臺計算集群是2023年最新安裝部署的。

高性能計算機行業未來發展趨勢

隨著科技的進步，各種計算機技術、網絡技術的飛速發展，計算機的發展已經進入了一個快速而又嶄新的時代，計算機已經從功能單一、體積較大發展到了功能復雜、體積微小、資源網絡化等。計算機的未來充滿了變數,性能的大幅度提高是不可置疑的，而實現性能的飛躍卻有多種途徑。不過性能的大幅提升并不是計算機發展的唯一路線，計算機的發展還應當變得越來越人性化，同時也要注重環保等等。

計算機從出現至今經歷了機器語言、程序語言、簡單操作系統和Linux、Macos、BSD、Windows等現代操作系統四代，運行速度也得到了極大的提升，第四代計算機的運算速度已經達到幾十億次每秒。計算機也由原來的僅供軍事科研使用發展到人人擁有，計算機強大的應用功能，產生了巨大的市場需要，未來計算機性能應向著微型化、網絡化、智能化和巨型化的方向發展。

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